Ősi székely nemesi család ötödik gyermekeként Segesváron látta meg a napvilágot 1892. február 29-én. Édesapja, Apor Gábor Háromszék megyei főjegyző báró volt, édesanyja, Pálffy Fidélia grófi család sarja. 1895-ben a család Bécsbe költözött, mert apját a király személye körüli minisztérium államtitkárává nevezték ki, de három évvel később tüdővészben meghalt. Vilmos Bécsben végezte az elemi négy osztályát, gimnáziumi tanulmányait a családi hagyományoknak megfelelően a Bécs elővárosának számító Kalksburg jezsuita középiskolájában kezdte, az utolsó két évre Kalocsára került. 1909-ben kispapnak jelentkezett a győri püspöknél, Széchenyi Miklós grófnál, a család rokonánál, aki az innsbrucki jezsuita teológiára küldte tanulni.

 

1915. augusztus 24-én szentelték pappá Nagyváradon, ezután Gyulára helyezték káplánnak. Nem volt különösebb szónoki tehetsége, de prédikációi mély gondolati tartalmuk miatt vonzották az embereket. 1917-ben két hónapig egy kórházvonat lelkésze volt, s találkozott a háború borzalmaival. Az év őszétől a nagyváradi papnevelde prefektusa és dogmatikatanára lett, de közelebb állt szívéhez a lelkipásztori munka, ezért főpásztora 1918 augusztusában visszaküldte Gyulára, immár plébánosnak.

Működése három fő területre terjedt ki: a hitéletre, a karitatív munkára és a magyar társadalom keresztény szellemű átformálására. Egyházközségi lapot indított, népmissziókat szervezett, a katolikus megújulás szolgálatában hitbuzgalmi és társadalmi egyesületeket hozott létre. Az 1938-as Anschluss, Ausztriának a Harmadik Birodalomhoz csatolása után gyulai német híveit óvni igyekezett a szélsőjobboldali propagandától.

XII. Pius pápa 1941. január 21-én győri püspökké nevezte ki, székét február 2-án foglalta el. Főpásztorként "a szegények püspöke" lett, de nemcsak a szegényeké, hanem minden bajba jutotté és üldözötté. 1943 augusztusában a katolikus szociális mozgalmak vezetői és a politikai élet képviselői Győrben jöttek össze, hogy megalakítsák a Katolikus Szociális Népmozgalmat, melynek egyházi és lelki vezetését, a püspökkaron belüli pártfogását Apor Vilmos vállalta. Az értekezlet úgy vélekedett, hogy a Harmadik Birodalom győzelme kizártnak látszik, és a vesztett háborút hazánkban is politikai-társadalmi átalakulás fogja követni. A katolikus mozgalmaknak mindent meg kell tenniük azért, hogy az átalakulás demokratikus szellemű legyen.

A vészkorszakban fellépett az üldözöttek érdekében, a gettók felállítása ellen a belügyminiszternél tiltakozott. Minden nála jelentkező üldözöttet oltalmába vett, szerzetesházakban, kórházban vagy a Püspökvárban helyezte el őket. Püspöktársait is egységes fellépésre akarta rábírni, a váci püspöknek írta: "Az antiszemitizmust nem lehet helyeselni. A pápától le az utolsó püspöki karig el kell ítélnie ezt minden papnak." Amikor a front elérte a Dunántúlt, Apor Vilmos, Mindszenty József és Shvoy Lajos a Dunántúl püspökeinek emlékirata néven ismertté vált nyilatkozatban követelték a kormánytól az esztelen vérontás, pusztítás azonnali beszüntetését.

Amikor a front 1945 márciusában elérte Győrt, Apor Vilmos arra kérte a német hadvezetést, hogy kíméljék meg a várost a pusztítástól, de elutasító választ kapott. Március 28-án, nagyszerdán a szovjet csapatok már Győrnél voltak, a harcokban a székesegyház találatot kapott, tornya kiégett. Március 30-án, nagypénteken szovjet katonák a Püspökvár óvóhelyéről "munkára" akarták elvinni a fiatal nőket. A szovjet kapitánnyal tárgyaló Apor Vilmos azt ajánlotta, hogy a lányok helyett férfiak és idős nők menjenek dolgozni a kaszárnyába. A vita ingerültté vált, a tiszt előrántotta pisztolyát, és dulakodás közben többször rálőtt a főpapra, akit három golyó talált el.

A súlyos sebesültet hordágyon a több kilométerre lévő kórházba szállították, megoperálták, de a hasüregében nem találták meg a lövedéket. A püspök hősiesen viselte szenvedéseit, kórházi ágyán először arról érdeklődött, történt-e baja a nőknek. A nemleges válaszra így sóhajtott fel: "Hála Istennek! A jó Isten elfogadta az én áldozatomat." Vasárnap, április 1-jén hashártyagyulladás lépett fel, s Apor Vilmos húsvéthétfőre virradóra meghalt, de még megbocsátott gyilkosának.

Ideiglenesen a győri karmelita templom kápolnájába temették. A székesegyházban 1948-ban elkészült a végleges sírhely vörös márványból, de a hatóságok nem engedélyezték az újratemetést, erre csak 1986-ban kerülhetett sor. A vértanú püspököt 1997. november 9-én II. János Pál pápa boldoggá avatta. Ünnepét május 23-án tartják, mert vértanúságának időpontja többször is a húsvéti időszakra eshet, és hamvait 1986-ban május 23-án szállították át a győri székesegyház kriptájába. 2012-ben leplezték le Boldog Apor Vilmos magánadományból készült szobrát, Lebó Ferenc alkotása a győri Püspökvár tornya előtti téren áll.